算法实训课程-贵师大地图智能导航-基于最短路径算法

1. PDF：
   1. 演示：
   2. 下载：链接：https://pan.baidu.com/s/1rQWonClneqv-Wh7IZyJ0Vg
      提取码：6nud
2. C++算法：

   1. #include 
      #include 
      #include 
      #include 
      #include 
      
      using namespace std;
      #define inf 999999
      #define nmax 110
      int n, m, edge[nmax][nmax], path[nmax][nmax], value[nmax][nmax];
      
      struct vertex
      {
          // 点编号1~n
          int id;
          // 该点名字, 例如（贵师大等等）
          string name;
      } V[nmax];
      
      ofstream fout;
      ifstream fin;
      // 初始化边
      void init();
      
      // 全局变量初始化
      void dataInit();
      
      // 手动输出边
      void input();
      // 保存边
      void save();
      // 计算最短路径
      void minPath();
      // 打印最短路径值
      void print_min_value();
      // 打印路径
      void print_path(int i, int j);
      //
      void get();
      
      //增加一个点
      void addVertex();
      
      // 查看所有位置信息
      void showAllVerter();
      
      int main()
      {
          dataInit();
          init();
          // input();
          // get();
          // addVertex();
          // minPath();
          showAllVerter();
          get();
          // save();
          return 0;
      }
      
      void init()
      {
      
          fin.open("./edge", ios::in);
          fin >> n;
          for (int i = 1; i <= n; ++i)
              for (int j = 1; j <= n; ++j)
                  fin >> edge[i][j];
          fin.close();
      
          // 加载位置信息
          fin.open("./vecter", ios::in);
          for (int i = 1; i <= n; ++i)
          {
              fin >> V[i].id >> V[i].name;
          }
          fin.close();
      
          // 加载计算后的数据
          fin.open("./value", ios::in);
          for (int i = 1; i <= n; ++i)
              for (int j = 1; j <= n; ++j)
                  fin >> value[i][j];
          fin.close();
          // 加载路径
          fin.open("./path", ios::in);
          for (int i = 1; i <= n; ++i)
              for (int j = 1; j <= n; ++j)
                  fin >> path[i][j];
          fin.close();
      }
      
      void get()
      {
          int i, j;
          cout << "please enter the start and end (0 0 end the enter!):" << endl;
          while (cin >> i >> j && i && j)
          {
              cout << i << " -> " << j << " : ";
              cout << value[i][j] << endl;
              cout << "path"
                   << " : ";
              print_path(i, j);
          }
      }
      
      void save()
      {
          // 保存位置信息
          fout.open("./vecter", ios::out);
          for (int i = 1; i <= n; ++i)
          {
              fout << V[i].id << " " << V[i].name << endl;
          }
          fout.close();
      
          fout.open("./edge", ios::out);
          // 点的总数
          fout << n << endl;
          // 保存边
          for (int i = 1; i <= n; ++i)
          {
              for (int j = 1; j <= n; ++j)
                  fout << edge[i][j] << " ";
              fout << endl;
          }
          fout.close();
          fout.open("./value", ios::out);
          // 保存以计算后的数据
          for (int i = 1; i <= n; ++i)
          {
              for (int j = 1; j <= n; ++j)
                  fout << value[i][j] << " ";
              fout << endl;
          }
          fout.close();
          // 保存路径
          fout.open("./path", ios::out);
          for (int i = 1; i <= n; ++i)
          {
              for (int j = 1; j <= n; ++j)
                  fout << path[i][j] << " ";
              fout << endl;
          }
          fout.close();
      }
      
      void input()
      {
          memset(edge, inf, sizeof(edge));
          memset(value, inf, sizeof(value));
          memset(path, -1, sizeof(path));
          string name;
          int i, j;
          cout << "输入该位置名称(end结束输入!)" << endl;
          while (cin >> name && name != "end")
          {
              cout << "该位置的编号为: " << ++n << endl;
              V[n].id = n;
              V[n].name = name;
              cout << "请输入该位置与其他位置之间的距离，格式：s e 100(0 0结束)" << endl;
              while (cin >> i >> j && (i && j))
              {
                  cin >> edge[i][j];
                  edge[j][i] = edge[i][j];
              }
          }
          minPath();
          save();
      }
      
      void minPath()
      {
          // 重新计算value
          for (int i = 1; i <= n; ++i)
          {
              value[i][i] = edge[i][i] = 0;
              for (int j = 1; j <= n; ++j)
                  value[i][j] = edge[i][j];
          }
          memset(path, -1, sizeof(path));
          for (int k = 1; k <= n; k++)
          {
              for (int i = 1; i <= n; i++)
              {
                  for (int j = 1; j <= n; j++)
                  {
                      if (value[k][j] < inf && value[i][k] < inf && value[i][j] > value[i][k] + value[k][j])
                      {
                          value[i][j] = value[i][k] + value[k][j];
                          path[i][j] = k;
                      }
                  }
              }
          }
      }
      
      // 打印路径
      void print_path(int i, int j)
      {
          int flag = 0;
          if (i > j)
          {
              flag = 1;
              swap(i, j);
          }
          stack Q;
          while (true)
          {
              if (i == j)
              {
                  cout << V[i].name << " --> " << V[i].name << endl;
                  break;
              }
              // i->j　中间无位置，且可直达
              else if (path[i][j] == -1 && edge[i][i] != inf)
              {
                  Q.push(j);
                  Q.push(i);
                  break;
              }
              // i->j　不可到达
              else if (path[i][j] == -1 && edge[i][i] == inf)
              {
                  cout << V[i].name << " --> " << V[j].name << "　不可到达" << endl;
              }
              // i->j之间还有位置
              else if (path[i][j] != -1)
              {
                  Q.push(j);
                  j = path[i][j];
              }
          }
          // stack去倒置
          if (flag)
          {
              stack temp;
              while (!Q.empty())
              {
                  temp.push(Q.top());
                  Q.pop();
              }
              Q.swap(temp);
          }
          // 打印位置路径
          while (!Q.empty())
          {
              int index = Q.top();
              Q.pop();
              cout << V[index].name;
              if (!Q.empty())
                  cout << " -->> ";
              else
              {
                  cout << endl;
              }
          }
      }
      //增加一个点
      void addVertex()
      {
          // todo 有bug
          cout << "请输入该位置的名称(end结束)：";
          string name;
          cin >> name;
          n++;
          V[n].id = n;
          V[n].name = name;
          for (int i = 1; i <= n; ++i)
          {
              edge[i][n] = edge[n][i] = inf;
          }
          edge[n][n] = 0;
          cout << "该位置的编号为: " << n << endl;
          cout << "请输入该位置与其他位置之间的距离，格式：s e 100(0 0结束)" << endl;
          int i, j;
          while (cin >> i >> j && i && j)
          {
              cin >> edge[i][j];
              edge[j][i] = edge[i][j];
          }
          cout << "请输入该位置的名称(end结束)：";
          minPath();
          save();
      }
      
      void showAllVerter()
      {
          for (int i = 1; i <= n; ++i)
          {
              cout << V[i].id << " " << V[i].name << endl;
          }
      }
      
      void dataInit()
      {
          n = 0;
          m = 0;
          memset(edge, inf, sizeof(edge));
          memset(path, -1, sizeof(path));
          memset(value, inf, sizeof(value));
      }

       

3. 测试数据：

   1. 西北门
      0 0
      西门
      2 1 197
      0 0
      一食堂
      3 1 255
      3 2 155
      0 0
      二食堂
      4 3 320
      0 0
      行政楼
      5 4 305
      0 0
      新校区法学院
      6 5 229
      0 0
      17栋宿舍
      7 6 150
      0 0
      研究生学院
      8 3 247
      0 0
      文学院
      9 8 236
      0 0
      图书馆
      10 9 187
      0 0
      end
      机械与电机工程学院
      11 10 245
      0 0
      三食堂
      12 11 207
      12 6 111
      12 7 215
      0 0
      理科综合实验楼
      13 11 75
      13 10 260
      0 0
      物理与电子科学学院
      14 13 320
      14 10 185
      0 0
      外语学院
      15 14 310
      15 8 257
      15 9 236
      0 0
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      

       

4. QT项目：
   1. 演示：
      1. 
      2. 
   2. 源码链接：

      https://github.com/yangqizhou/literate-barnacle.git